[實用新型]一種鎂合金圓坯連鑄結晶器結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420379150.3
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN203992288U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 楊拉道;雷華;劉趙衛(wèi);姚赟;郝樂
• 申請（專利權）人: 中國重型機械研究院股份公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/055
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本實用新型涉及鎂合金圓坯連鑄機技術領域，具體涉及一種鎂合金圓坯連鑄結晶器結構。

背景技術

結晶器是連鑄生產的心臟，在結晶器區(qū)間內，鎂合金熔液的熱量傳遞給結晶器，與結晶器內壁接觸處的鎂合金熔液因熱量的快速傳出而溫度降低到凝固溫度以下，促使這部分熔液快速凝固形成初始坯殼，隨著鎂合金熔液和凝固殼相對結晶器內壁的連續(xù)下移，凝固殼的厚度逐漸增厚，具有足夠的強度抵抗內部熔液的靜壓力產生的變形。常規(guī)鎂合金的半連鑄結晶器高度小，一般在150～250mm之間，鎂合金熔液與結晶器內壁接觸距離小，單位時間帶走的熱量也小，這就要求鑄造的速度很低。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種鎂合金圓坯連鑄結晶器結構，提高了鎂合金鑄造速度。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種鎂合金圓坯連鑄結晶器結構，包括冷卻器3，冷卻器3和水箱分水體2連接，水箱分水體2的外部和結晶器框架1連接，結晶器框架1連接在底板4的上方，防護環(huán)5、法蘭6連接在底板4的下方。

所述的水箱分水體2或冷卻器3的接觸面沿圓周分布有通水槽，由高到低分為上、中、下三部分，上、中、下三部分的通水槽分別與各自區(qū)域的進出水水道相連，使上、中、下三部分按要求供應不同的冷卻介質和流量，實現(xiàn)結晶器的分段冷卻控制，上、中、下三部進出介質接口分別與相應的進出水法蘭相通，所澆鑄鎂合金棒材的直徑越大，拉速越高，結晶器的冷卻長度就越長，長度最大增加到800mm。

所述的防護環(huán)5周圈設計有3個存留環(huán)，分別為：

位于結晶器防護環(huán)的出口位置的存留環(huán)與a孔相通，其噴射角向下傾斜15度，向外噴射鑄坯潤滑介質，對鑄坯表面進行防拉傷保護；

位于結晶器防護環(huán)的上部的存留環(huán)與b孔相通，其噴射角向上傾斜15度，將SF6氣體噴向結晶器內壁與鑄坯凝殼間隙，使其與初始凝固形成的坯殼進行反應形成防腐保護膜；

位于結晶器防護環(huán)的中部的存留環(huán)與c孔相通，其噴射角向下傾斜15度，向外噴射干燥的氮氣，使結晶器內的氣壓大于外圍氣壓，防止下方水蒸汽侵入結晶器引起爆炸危險。

本實用新型的有益效果為：結晶器的高度可達到800mm，結晶器內壁冷卻區(qū)域從上到下采用上、中、下三分段獨立冷卻控制，提高了鎂合金熔液結晶凝固強度的控制靈活性。在結晶器的下方引入惰性氣體保護，防止水蒸汽進入結晶器內壁引起鎂合金熔液的燃燒或爆炸事故，是攻克鎂合金鑄造速度的提高的一種重要突破，填補鎂合金連鑄結晶器此類綜合設計方案空白。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為圖1的仰視圖。

圖3為水箱分水體2或冷卻器3的通水槽分布示意圖。

圖4為防護環(huán)5的結構示意圖，其中：圖4(a)是主視圖，圖4(b)是B-B剖視圖，圖4(c)是C-C剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做詳細描述。

參照圖1和圖2，一種鎂合金圓坯連鑄結晶器結構，包括冷卻器3，冷卻器3通過螺栓和水箱分水體2連接，水箱分水體2的外部和結晶器框架1連接，結晶器框架1通過螺栓連接在底板4的上方，防護環(huán)5、法蘭6通過螺栓連接在底板4的下方，使整個結晶器形成一個整體，便與安裝和維護。

參照圖3，所述的水箱分水體2或冷卻器3的接觸面沿圓周分布有通水槽，由高到低分為上、中、下三部分，上、中、下三部分的通水槽分別與各自區(qū)域的進出水水道相連，使上、中、下三部分按要求供應不同的冷卻介質和流量，實現(xiàn)結晶器的分段冷卻控制，上、中、下三部進出介質接口分別與相應的進出水法蘭相通，所澆鑄鎂合金棒材的直徑越大，拉速越高，結晶器的冷卻長度就越長，長度最大增加到800mm。

參照圖4，所述的防護環(huán)5周圈設計有3個存留環(huán)，分別為：

位于結晶器防護環(huán)的出口位置的存留環(huán)與a孔相通，其噴射角向下傾斜15度，向外噴射鑄坯潤滑介質，對鑄坯表面進行防拉傷保護；

位于結晶器防護環(huán)的上部的存留環(huán)與b孔相通，其噴射角向上傾斜15度，將SF6氣體噴向結晶器內壁與鑄坯凝殼間隙，使其與初始凝固形成的坯殼進行反應形成防腐保護膜；

位于結晶器防護環(huán)的中部的存留環(huán)與c孔相通，其噴射角向下傾斜15度，向外噴射干燥的氮氣，使結晶器內的氣壓大于外圍氣壓，防止下方水蒸汽侵入結晶器引起爆炸危險。

本實用新型的工作原理為：

鎂合金熔液注入結晶器后，熔液將熱量傳向冷卻器3，再從冷卻器傳向水箱分水體2的水縫內的流動冷卻水，將熔液的熱量帶出，鎂合金熔液與冷卻器3內壁接觸部分因溫度快速下降而產生了過冷度，使這部分金屬熔液凝固形成鑄坯初始坯殼。隨這坯殼下移，經上、中、下不同冷卻強度的冷卻區(qū)域冷卻，熱量不斷向冷卻水傳遞，使鑄坯坯殼的厚度逐漸增厚，以足夠的坯殼厚度離開結晶器下口，進入防護環(huán)5，在a孔對應的存留環(huán)處受下傾斜15度鑄坯潤滑介質的噴涂，使鑄坯表面得到防拉傷保護。在b孔對應的氣體存留環(huán)處，受到上傾斜15度的SF6氣體噴涂，使坯殼表面快速形成防腐保護膜。在c孔對應的存留環(huán)處，下傾斜15度氮氣噴向鑄坯與防護環(huán)之間縫隙，使結晶器內的氣壓大于外圍氣壓，防止下方水蒸汽侵入結晶器，起到防爆防護作用。